Вплив процесу твердого зневуглецювання з використанням порошку з раковин Пінктада максима на властивості високовуглецевої сталі
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.153762Ключові слова:
сталь AISI 420, порошок з черепашок Пінктада максима, тверде зневуглецювання, дифузний процес, показник поверхневої твердості, товщина вуглецевого шару, енергія ударуАнотація
В даному дослідженні методом твердого зневуглецювання здійснювалося підвищення пластичності високовуглецевої сталі AISI 420 для поліпшення її механічних властивостей. Зразок поміщали в прямокутну коробку, що містить порошок з черепашок Пінктада максима (ПЧПМ), змішаний з вуглецювальною речовиною з різними процентними варіаціями, і піддавали термообробці в кисневій атмосфері при різних температурах і часi витримки. Результати фазового аналізу показали, що процес твердого зневуглецювання при температурі 900 °C, часi витримки 3 години і додаванні 30 % ПЧПМ до вуглецювальної речовини, що викликає мартенситну мікроструктуру, показник поверхневої твердості і товщина вуглецевого шару зменшилися, а енергія удару високовуглецевої сталі AISI 420 збільшилася. Показник поверхневої твердості, товщина вуглецевого шару, відповідно, зменшилися на 63 % і 60 %, а енергія удару або сила удару збільшилася на 33 %. Дане явище вказує на те, що обробка твердого зневуглецювання викликає дифузію вуглецю від поверхні зразків до вуглецювальної речовини або відбувається зворотна дифузія вуглецю, так як концентрація вуглецю у вуглецювальнiй речовині вище, ніж на поверхні зразка. Додавання ПЧПМ до вуглецювальної речовини збільшує виникнення дифузії вуглецю з поверхні зразків до вуглецювальної речовини або відбувається зворотна дифузія вуглецю, внаслідок відмінностей у концентрації та впливу ПЧПМ, що містить елементи Ca, які діють в якості каталізаторів або активаторів. Результати показали, що процес твердого зневуглецювання з додаванням ПЧПМ до вуглецювальної речовини прискорює дифузію атомів вуглецю з поверхні зразків (процес зворотної дифузії вуглецю), тим самим зменшуючи товщину поверхневого вуглецевого шару, показник поверхневої твердості і збільшуючи енергію ударуПосилання
- AISI 420 High-Carbon steel Din X20Cr13 W-Nr. 1.4021 JIS SUS420JI Sheet Plate. Available at: http://www.otaisteel.com/aisi-420-high-carbon-steel-din-x20cr13-w-nr-1-4021-jis-sus420ji-sheet-plate/
- Johansson, B., Nordberg, H., Thullen, J. M. Properties of High Strength Steels. International Compressor Engineering Conference. Paper 474. Available at: https://docs.lib.purdue.edu/icec/474/
- Stainless Steel: Tables of Technical Properties. Available at: http://www.worldstainless.org/Files/issf/non-image-files/PDF/Euro_Inox/Tables_TechnicalProperties_EN.pdf
- Properties and Applications of Materials. Available at: https://nptel.ac.in/courses/113106032/16
- García Molleja, J., Milanese, M., Piccoli, M., Moroso, R., Niedbalski, J., Nosei, L. et. al. (2013). Stability of expanded austenite, generated by ion carburizing and ion nitriding of AISI 316L SS, under high temperature and high energy pulsed ion beam irradiation. Surface and Coatings Technology, 218, 142–151. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.12.043
- Wei, Y., Zurecki, Z., Sisson, R. D. (2015). Optimization of processing conditions in plasma activated nitrogen–hydrocarbon carburizing. Surface and Coatings Technology, 272, 190–197. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2015.04.006
- Morita, T., Hirano, Y., Asakura, K., Kumakiri, T., Ikenaga, M., Kagaya, C. (2012). Effects of plasma carburizing and DLC coating on friction-wear characteristics, mechanical properties and fatigue strength of stainless steel. Materials Science and Engineering: A, 558, 349–355. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2012.08.011
- Ren, F. Z., Ren, J. Z., Wei, S. Z., Volinsky, A. A., Wang, Y. F. (2014). Oxidation and decarburisation of high-carbon-chromium steel under charcoal protection during spheroidising. International Heat Treatment and Surface Engineering, 8 (2), 76–79. doi: https://doi.org/10.1179/1749514814z.000000000103
- Chen, Z., Zhou, T., Zhao, R., Zhang, H., Lu, S., Yang, W., Zhou, H. (2015). Improved fatigue wear resistance of gray cast iron by localized laser carburizing. Materials Science and Engineering: A, 644, 1–9. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2015.07.046
- Oldani, C. R. (1996). Decarburization and grain growth kinetics during the annealing of electrical steels. Scripta Materialia, 35 (11), 1253–1257. doi: https://doi.org/10.1016/1359-6462(96)00309-0
- Ren, F. Z., Ren, J. Z., Wei, S. Z., Volinsky, A. A., Wang, Y. F. (2014). Oxidation and decarburisation of high-carbon-chromium steel under charcoal protection during spheroidising. International Heat Treatment and Surface Engineering, 8 (2), 76–79. doi: https://doi.org/10.1179/1749514814z.000000000103
- Zhao, F., Zhang, C. L., Liu, Y. Z. (2016). Ferrite Decarburization of High Silicon Spring Steel in Three Temperature Ranges. Archives of Metallurgy and Materials, 61 (3), 1715–1722. doi: https://doi.org/10.1515/amm-2016-0252
- Shibe, V., Chawla, V. (2014). A Review of Surface Modification Techniques in Enhancing the Erosion Resistance of Engineering Components. IJRMET, 4 (2), 92–95.
- Vander Voort, G. F. (2015). Understanding the forces behind decarburization is the first step toward minimizing its detrimental effects. Advanced Materials & Processes, 22–27. Available at: https://www.asminternational.org/c/portal/pdf/download?articleId=23559195&groupId=10192
- Farre, B., Brunelle, A., Laprévote, O., Cuif, J.-P., Williams, C. T., Dauphin, Y. (2011). Shell layers of the black-lip pearl oyster Pinctada margaritifera: Matching microstructure and composition. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology, 159 (3), 131–139. doi: https://doi.org/10.1016/j.cbpb.2011.03.001
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Sujita Sujita Darmo, Rudy Rudy Soenoko, Eko Eko Siswanto, Teguh Dwi Widodo
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
